El concepto de estado electro-tónico en Faraday
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El concepto de estado electro-tónico en Faraday
José Romo Feíto
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UNIVERSIDAD DE BARCELONA
FACULTAD DE FILOSOFÍA
DEPARTAMENTO DE LÓGICA, HISTORIA Y FILOSOFÍA DE LA CIENCIA
EL CONCEPTO DE ESTADO ELECTRO-TÓNICO EN FARADAY
Tesis Joctoral presentada por
José Romo Feito
Dirigida por
Manuel G. Doncel
Barcelona, octubre de 1991
253
CAPÍTULOS
LA NOCIÓN DE ESTADO ELECTRO-TÓNICO EN LA HISTORIOGRAFÍA
En los capítulos anteriores hemos seguido las visicitudes de la
noción da astado electro-tónico en la obra da Faraday, desde su
introducción a raíz del descubrimiento de la inducción electromagnética
hasta su última aparición en un contexto teórico similar. La noción era
capital para Faraday en dos aspectos fundamentales: en primer lugar
para proporcionar una explicación más completa del fenómeno de
inducción; en segundo lugar, para preservar la correspondencia entre
estados de la fuerza electrica y magnética que pondria de relieve la
profunda unidad de ambas fuerzas.
En el presente capitulo me ocuparé del eco que la noción de estado
electro-tónico ha tenido en los estudios de la obra de Faraday. Partiré
para ello de la convicción de que el primer estudio moderno es la
biografia que publicó L. P. Williams en 1965, y de acuerdo con ello mí
examen se dividirá en dos partes. Una primera sección se ocupa de
trabajos anteriores al que acabo de mencionar. En alta se mezclarán
trabajos de muy diversa índole, que nos llevarán desde tos años treinta
del siglo XIX hasta los primeros del presente. En la segunda sección me
ocuparé fundamentalmente de la interpretación de la noción de estado
electro-tónico proporcionada por Williams, que es en definitiva el primero
que le ha dedicado la atención que merece, así como de tas de Agassi,
Berkson y Gooding.
Me esforzaré en mostrar que ai bien modernamente la atención
254
dedicada al estado electro-tónico es mucho mayor que I« de toe
coetáneos de Faraday, es posible seftaiar no telo la inexistencia de un
intento por trazar »as vicisitudes del concepto en su obra, sino además Ni
pum y simple omisión en lugares clave en los que aparece entrelazado
con nociones más familiares, en concreto, la de las líneas de fuerza
Notablemente, tos autores modernos omiten indicar la (elación entre
estado electro-tónico y líneas de fuerza que hemos visto en el artículo
"On the Physical Character of the Lines of Magnetic Force" de 1852.
6 . 1 . Primaras referencias i l Asiatin electro-tónico.
6 . 1 . 1 . El estado electro-tónico en t i Continente
Auguste de La Rive fue uno de los pocos amigos que Faraday tuvo a
lo largo de su vida. Se conocieron con motivo del viaje que Faraday hizo
al Continente acompasando a Davy entre 1813 y 1815. Si en la historia
de la ciencia hay personajes de más y menos importancia, de la Rive no
se cuenta entre los primeros. Es conocido fundamentalmente por su
ardiente defensa de la teoría química de la pila y por su amistad con
Ampere y Faraday, con el que mantuvo una extensa correspondencia.
En el capítulo dedicado a la inducción electromagnética de su Traite
d' étoctritíté Thérorique et AppKquée (1854-1858), después de explicar
algunos de los experimentos que Faraday había descrito en su Serie I,
de La Rive recoge la problemática del estado electro-tónico de la
siguiente manera:
Une question sseez ¿Neta i resondre st présente tó, c*eat de s e * * quel
est retel du M conducteur M u t pendent qu i est tous flnfluence du courant
éWl·lK*
P*a<PSjP*jaBBjajP» liWP Í Í P W ™ aBP»*"PP»Pft« W ayasvpaaxnPt^PJVS ^NPP# "JPPJ **ajPaPS IPPJHr PjPM •JHWP* »WH^wPrtP^i •PMrMWWpi PJPI*
moment oft rtnluence O M M . I t #1 donnt naiasanoe i I M asuran! an reoastant à
ratat natural* d'un autra düi to w BMIÉMI la duréa da cana Influanca na I « J P J I ffVPJPPtinPSf W • • » • PJPJRtl "J «MPPP « V MPlf pPPPPSlPPPffPl *PJ M P I W W W M P B F IVIVPtlPJlVPWf V W
manrleet* aucun courtnt, aucun« prepripté particuüér«. ni élactrique, ni
magnétique. ni d'un autre genre quelconqu«. Faraday tvaN nommé ét&etm-
toniQUB cat étal particulier. N temblé avok Até amané pits tard par da nouveMes
recrtercrmàrefWUTK»ràc^esuppo»Mofld^
i admettre qua le tteond courant indu* et! du, comme It premier, à una action
paracutara al immediat«, at rfest pat »inptement reffst du retour du f« à son etat
natural, etat qui rra pat cattA tfexinar
Dos puntos de imprès aparecen en e ite texto. En primor lugar, so notará
que de La Rive reproduce el argumento con que Faraday introducía su
estado electro-tónico en el §60 de la Sene I. Allí Faraday suponía que el
alambre inducido se encontraba en un estado peculiar por dos razones:
porque resistía la formación de una corriente y porque originaba una
corriente cuando se eliminaba la influencia del inductor. En segundo
lugar, parece claro que de La Rive Umita su información del estado
electro-tónico a la que puede extraerse de las dos primeras Series,
puesto que, como vimos, era en la Serie II donde Faraday renunciaba al
estado electro-tónico, renuncia de la que de la Rive se hace eco en este
texto. Nos interesa retener este punto pues, como veremos, hasta el
estudio de Williams esta será la tónica casi general en los autores que
dan alguna noticia del estado electro-tónico.
De la Rive no se limita a informar sobre la noción de estado electro
tónico, la incorpora además en una teoría propia de la inducción.2 En la
teoría juega un papel decisivo la consideración de la propagación de la
1UV RrVE-rra*#,voi.1, pp. 360-361.
*MpMft, pp. 448447.
figura 27 represente dos alamores conductores AB y A'B'. El primero
está conectado a los polos de una batería. La acción de los polos
descompone las electricidad de las partículas constituyentes como se
muestra en la figura; esta separación es seguida instantáneamente por
una recomposición de las electricidades de signo opuesto, a la cual le
sigue una nueva descomposición y así sucesivamente. La sucesión de
descomposiciones y recomposiciones es tan rápida que puede
considerarte que nay siempre una tensión eléctrica en cada partícula del
conductor que (te lugar a un estado de polarización casi permanente, tal
y como se represente en la figura
En el momento en que la corriente comienza a pasar por 4 0 ,
produciéndose te correspondente polarización de sus partículas, «ene
lugar en A'B', merced a te acción de tes partículas polarizadas del
257
conductor AB, una polarización molecular opuesta, y si sus extremos te
until a un Galvanómetro, m electricidad positiva de m partícula a* se
combinará con te negativa de n*y el resultado es una corriente inducida
en sentido opuesto a la que pasa por AB. Cuando se interrumpe la
cómante en AB, te electricidad negativa de a* se combina con la
positiva de n'y el resultado es una comente inducida del mismo sentido
que la inductora,3
En la teoría el papel fundamental lo juega el estado de polarización
de las partículas del conductor A'B\ y este es precisamente el que (te La
Rive identifica con el estado electro-tónico de Faraday:
Letal dt tension étectrique «fera lequel M trouve te til AB' pendant que to
courant traverse AB est celui que Faraday avail appelé electrotonique. at la
cessation de cat (Mat produit I« second courant tTinductton. taridis que sa creation
ava« produí le premier. 4
Hay un punto fundamental, no obstante, que dificulta la identificación que
quiere de La Rive. Ciertamente, como hace aquí de La Rive, Faraday
siempre había descrito su estado de electro-tónico como un estado de
tensión, pero con una Diferencia fundamental: el estado electro-tónico de
Faraday era adoptado por la materia sometida a la fuerza magnética; en
la teoría de de La Rive al astado da polarización en que se encuentra el
conductor inducido está producido por la acción a distancia de las
electricidades de distinto signo separadas en el inductor por la tensión
3 Asi formulada, la tsorfa explica lo qua Faraday había «amado inducción voRa-
sfécMca, paro n i extensión a la Inducción magneto eiéctrtca at inmeclata, toda va* que
para da La Hm, como buen ampertano, toa imanes se recocen a asan*íeas de corrientes
fJIVGiflGSv.
4 U mve-^rn«. «el. 1. P-446.
256
entre tos poto» de la batería. De la Rive ha suprimido toda mediación
magnética en el fenómeno its- inducción volta-eléctrica hasta convertirto
en un fenómeno Duramente eléctrico: en definitiva, to que ha hecho es
pasar el estado electro-tónico de Faraday por su filtro amperiano.
Me he detenido en la discusión de la teoría de la inducción de de La
Rive porque es el único caso que conozco en que el estado electro-
tónico ha merecido una cierta atención teórica.5 En general la noción
fue ignorada o se le dedicó una mención sumaria, aunque también hay
casos en que despertó comentarios admirativos, pero sin un esfuerzo
correspondiente de elucidación. Al menos lo primero podría explicarse
por el impacto que pudo hacer la renuncia de Faraday a la noción en su
Seriell.
Los Becquerel se cuentan entre los que le dedicaron una atención
sumaria En su breve historia de la electricidad y el magnetismo de 1858,
después de describir el famoso experimento del anillo con que Faraday
descubrió la inducción electromagnética, se limitan a proporcionar una
breve noticia del estado electro-tónico que casi reproduce literalmente,
sin ninguna discusión, el §60 de la Serie I, es decir, el párrafo donde
Faraday introdujo su noción *
Una breve referencia al estado electro-tónico se encuentra también
en la conferencia que pronunció Helmholtz en memoria de Faraday ante
la Sociedad de Química de Londres en 1881.7 El grueso de la
8 Dejando a un M o , naturalmente, t i cato de Maxwell, que rtinttrprtta
rnttemettearnentt t i «atado electro-tónico de Faraday, y hace de tu versión de este
concepto una pitia dave tn la primera presentación de tut ecuaciones Véase tu "On
Faraday*« Unta el Forcé', Cambridc» PhHosophtcMl Transactions, 10 (1855), 27-63,
MAXWELL-Papars, 1,155-229 J t encontrara un frtnucioso etfuoto o* la ntaternatfcación
da i l antat dal telado ttactro-tóniDD tn LORENZO-1990.
•BECQU€Ra.A.C.1yBECQUERa,A.E.-«*Svmá pp. 85-86
J b M J k
«acam
tratan tn gtneral da It obra da Faraday. En tilas Htlmhoitz afirma tn
primar lugtr qut, a raíz de su descubrimiento de lat corrientes inducidas,
Faraday
oonckJd6d that in a ptrt of Í J M M travvrsod by rnagntlic forct thert OUQM lo txist
a peculiar statt of tension and that avary change of tNs tension products
elactrometiva forca. TNs unknown hypothetical statt ha calad provisionally ttw
•lactrotoníc state, and ha was occupied tor years m finding out what tn«
A renglón seguido Helmholtz agrega que Faraday obtuvo evidencia de
efectos correspondientes a cambios en el estado electro-tónico en su
estudio del estado de polarización de dieléctricos sometidos a una fuerza
eléctrica y en su investigación del diamagnetismo.
Hay vanos aspectos en los que las afirmaciones de Helmholtz son
inexactas. En primer lugar, es cierto que, como hemos tenido ocasión de
ver, Faraday identifica el estado electro-tónico con una condición del
espacio cuya variación equivale a una corriente inducida -y no a la
producción de fuerza electromotriz, concepto que es muy dudoso que se
encuentre en la obra de Faraday-, pero sólo en el periodo final de sus
reflexiones, no a raíz cel descubrimiento de las corrientes inducidas
como quiere Helmholtz. Asimismo es muy discutible que el estado
electro-tónico pueda relacionarse con el estado de polarización de los
dieléctricos o que haya jugado algún papel en la investigación del
diamagnetismo. Tendremos ocasión de discutir la primera de estas dos
ideas más abajo, puesto que partee haber sido recogida por la moderna
7 HELMHOLTZ-1881. pp. «08-436.
•tofclam, pp. 411-412
ÉhJ^Màf^É^MaflHaelMft !WajwiPWPi^H|WHWBpí
Si el batanee de tas menciones al estado electro-tónico por parte de
autores continentales resulta bastante magro, no puede decir?« que
mejore cuando cruzamos el Canal.
Tan solo un alto después de la muerta de Faraday, Tyndelt, que fue
lo más parecido a un discípulo que jamás tuviera Faraday, le dedicó, en
1868, una biografía. No es muy extensa, pero recorre con algún cuidado
ta carrera científica de Faraday. Sin embargo, todo lo que tiene que decir
Tyndall sobre el estado electro-tónico de Faraday se reduce a esto.
Faraday, tor a time. befceved thai the secondary wir«, though quiescent
when the primary current had been ones established, was not in Its natural
««»«rfMhvt ata return to Siat condition beina declared bv the current observed at
breakiratha circuit. Ha catad Sai hvoothaticai state of the wire the atoctro-ionic
state: tie anerwaras abandoned Wis hypothesis, out seemed to return to R mater
We9
Como los demás -con ta única excepción de Heimholte-- TynrtaJI parece
tan impresionado por el abandono del estado electro-tónico en ta Serta II,
que limita su noticia a parta del razonamiento con que se le introdujo en
ta Serta I, ; ni siquiera informa al lector del contexto en que Faraday
juzgó necesario recurrir a el de nuevo.
Debemos esperar a 1898 para encontrar una información un poco
más ampia de ta noción de estado electro-tónico. Es »o que encontramos
en una nueva biografía de Faraday debida a Sirvanus Thompson.10
* TYNDALL·ieaS, pp. 22-29.
261
Thomoeon relaciona Mi introducción fit Is noción de estado electro-tónico
• ruf? del descubrimiento de l i inducción de corrientes con el rechazo de W^amUm UPwP ^SPSP^SIPePBPeiPPP»PllwPPl!ejF ' S · w mPP WPïl·PeP^PPjP^P5* » B̂PSF W f t * f * * I I W %W|rPP Ww * w*PP P H P i l f P̂SST
Faraday de cualquier explicación que recurriera a la acción a distancia.
ASI i nompeon escnoe.
When tnewtore he found that these new affects oí Mt induction of ens
electric current by another could Wmmto* cross an intervening specs, whether
empty or f led with material bodes, he instinctrvely sought to ascribe this
prope<>aüonoítt>ee«ecttoapn.pen>oru»iertiheme<fcim11
Parece que Thompson, como Holmhotíz antes que ól, está proyectando
sobre la primera noción de estsxh electro tónico aspectos que se deben
a una elaboración más tardía.
Más abajo Thompson se ocupa brevemente de la investigación de la
autoinducción e incluso cita part' del §1114 de la Serie IX, pero no lo
relaciona con el estado electro-tónico y se Umita a observar que la
conclusión de Faraday en ese párrafo es sumamente interesante,
aunque no nos dice por qué.12 Mgo perecido ocurre en las páginas que
dedica a las Series XIII y XIV. En lo que respecta a la Serie XI!! afirma
que su parto final es una especulación sumamente notable sobra b&
1 0 En 1870, Banco Jones, tntonctn Secretario da la Royal Institution, habla
publicado la biografía mis conocida de Faraday, Th* Ufo and Latían of Faraday
Exarnfciorsffios en vano los dos volúmenes dot trabajo do Dones Jones: si estado eleulru-
tónéco sólo apáreos en Is carta dt Faraday a r+Wç* de 29 de noviembre ds 1831 que
Bonos Jonas rsproduos, ps?o no menos el mis mínimo comentario. La ooss no pueda
extrañar si tenenios en cusnia que en fcc^reapecu^ Is * ^
Beños Jones descansaba anfjtarnerte' rs el trat^o d» Tyndal, y acabamos de ver la
ejalppWswPBiPps ^•SF^P s^p ps^^e^psjesp eji ÍGF>SPSS» san "Sameejpeí PS> « VHpeesNSip ÍP^PP^PSPÍP'^W··SP·JPSP'«
11 THOMPSON-ISOB.pp 128-1»
•* Meant, p. 152.
282
efectos laureles o transversales de la comente.13 Sin embargo, aunque
observa «•«« Faradav era confusamente consciente de aue parece haber
una tensión lateral o repulsión entre las lineas de acción inductiva
eléctrica, no menciona ia relación que Faraday se estuerza en establecer
entre esta tensión lateral y su estado electro-tónico. Sólo a raíz de su
breve comentario de la Serle XIV, Thompson observa que Faraday
recurrió de nuevo ai estado electro-tónico cuando buscaba corrientes
'nducidas en medios dieléctricos, pero se limita a mencionar el hecho. u
Por último, en su comentario de "On the Physical Character of the Lines of
Magnetic Force", Thompson cita el texto del §3269 que contiene una
mención del estado electro-tónico, y parece interpretarlo como si Faraday
hubiera querido identificar el estado con un estado de tensión del éter.15
La noción de Faraday del estado electro-tónico sigue sin atraer la
atención de tos historiadores al menos en la primera mitad del siglo XX
En 1910 Whrttaker publicó una influyente historia de la» teorías de la
electricidad. La única mención al estado electro-tónico de Faraday se
encuentra en una nota a pie de página donde Whrttaker explica que This
name ['electro-tonic state'] had been devised in 1831 to express the state
of matter subject to magneto-electric induction"18 y remite al lector al §60
de la Serie I, que es precisamente donde Faraday introdujo su noción sin
hacer ninguna distinción entre la inducción magneto-eléctrica y la volta-
eléctrica.
A mi juicio, la razón fundamental que puede explicar la falta de
interés por te noción de estado electro-tónico por parte de biógrafos e
19 fefaent,?. íes. 14fcfctom,p. 1S6.
" fettem, M i § . 1* WHrrTAKER-1910 p. 212. n.
263
historiadores del siglo XIX y primera mitad del XX es Mi subestimación da
como un experirnentaKsta genial y un soberbio descubndor pero poco
mas. No ignoraban sus Meas teóricas, pero las consideraban o con clara
desaprobación o, en el mejor de tos casos, como simplemente brillantes
intuiciones. Un claro ejemplo de lo primero es de La Rive quien, en su
obituario de Faraday, escribe refiriéndose a las ideas de Faraday con
respecto a la naturaleza de las tuerzas y sus correlaciones:
We mu«, however, at once adrrtt M I hit vtw» on «iota matters are vary
contestable, and that, I they inspired Mm to mg» experimental researches oí the
highest interest, « A b a proof that in the hands of a man of genius, even a bad
theory may be tht origin of the most beautiful oTscovenes17
Tyndall forma parte de los que considera las ideas de Faraday como
brillantes intuiciones, pero intuiciones que son menos el producto de una
intensa reflexión teórica que de una inspiración que raya en lo irracional.
Asf, después de comento/ las ideas que Faraday expone en su teoria de
la inducción electrostática añade:
Amid much that it entangled and dart« we have tüshes of wondrous insight and
utterances which team less the product of reasoning than of revelation.18
Y más adelante, cuando se ocupa del descubrimiento de la rotación del
plano de polarización de la luz, nos informa que
Faraday was moro than a pMoeopher, he was a prophet, and often wrought by an
mapvaaon n oa unoemooo cy syrnpawiy anna. •
1 7 LA RIVE-1867, p. 233.
1»TYNOALL-1Se8,p.73.
264
No M dt extraitar. M I M . ta S I M I atención I H M maneta ta noción da
estado etectro-tonk» y tu evolución in ta obra dt Faraday, si sumamos a
ta subestimación general dt tut Utas taoncu su propia daclaractón en
ta Satte II da abandono da dicha noción.
En 1965 L. P. Williams publicó una monumental biògraf (a de
Faraday. En e«a no encontramos, como ara al caso an tas anteriores, un
catalogo de los Descubrimientos da Faraday, sino un serio intento de
precisar al origen da sus ideas y trazar su desarrollo. En lo que respecta
a nuestro tema, nay que atribuir a Williams al mérito de haber
comprendido la importancia que tenía para Faraday su noción de estado
electro tónico. Sin embargo, su interpretación debe criticarse desde dos
puntos de vista. En primer lugar, en puntos concretos en tos que su
análisis resulta inadecuado, como he tañido ocasión de discutir en los
capítulos precedentes. En segundo lugar, en puntos más generales que
afectan a la evolución de la noción de estado electro-tónico en la obra de
Faraday. Me ocuparé aquí de es«» últimos.
Un primer tama de importancia es la discutible identificación que
hace Williams del astado olectro-tónico con al estado de polarización que
adquieren tas partículas de un dieléctrico sometido a la fuerza
eléctrica.20 Esta identificación es una de tas consecuencias que extrae
de su tesis fundamental, razonable sin duda, de que las Meas de
Faraday sobre ta inducción electrostática tienen su origen en sus
1V bfctafn, p. 81.
2° WIUJAM8-1966.pp.2ee, 318 0.38.386
investigaciones en electroquímica.21 En estas Faraday habría
comorendkto oue la descomoosición ds un oloctroftto oor el aue oasa la
corriente no te debe • una acción a distancia con origen en los
electrodos que produciría la disociación de los elementos que componen
las partículas del electrolito, sino a una acción entre tas partículas
contiguas del electrolito. La corriente eléctrica oriente tes fuerzas de
afinidad química que operan en las partículas que componen la
sustancia, intensificáncbías en un sentido y debilitándolas en sentido
opuesto, dando lugar a descomposiciones y recomposiciones de las
partículas y producióndose así la transferencia de elementos entre los
electrodos. Faraday habría utilizado Ideas similares en su explicación de
la corriente generada por la pila voltaica.
Como es bien sabido, Faraday era un firme partidario de la teoría
química de la pila y la Serie VIII está dedicada a exponer argumentos en
su favor. En este contexto Faraday escribe:
Assuming R suflicientry proved, by the preceding experiments and
considerations, that the electro-motive action depends, when zinc, platina, and
diute sulphuric acid ara used, upon the mutual affinity of the metal zinc and the
oxygen of the water (921.924), it would appear that the metal, when alone, has
not the power enough, under the circumstances, to take the oxygen and expel
the hydrogen from Sie water; for in tact no such action takes place. But K would
also appear 'hat I has power so far to act, by ts attraction tor the oxygen of the
particles kt contact wKh I, as to place the stonier forces already activa between
t.tese and the oltier partides of oxygen and the particles ot hydrogen in the water,
In a Decular itats of tension or oolartu and rjrobatxv also at the sama time to throw
• of ts own oafttctas which a n in «*»—»** with the water Into a similar but
2 1 tjidem, p.!
22 er« um M M VRI, pPW.
266
Cuando sa completa el drcvito, t i estado de tensión se descarga
produciéndose la corriente eléctrica. Es precisamente este "peculiar state
of tension or polarity" of quo Williams identifica con el estado electro-
tónico, quo por tentó habría sido reintroducido por primera vez en la
electroquímica, después de su abandono en la Serie ll. El mismo
esquema teórico se reproduciría en la inducción electrostática, que se
verla asimismo como una acción de partículas contiguas del medio
dieléctrico que adopten el estado electro-tónico.
La interpretación de Williams no es, sin embargo, convincente. Es
cierto que, como vimos en la Sede I, en la sección dedicada al estado
electro-tónico Faraday había hecho un intento de explicar cómo la noción
podría aplicarse a la descomposición de un electrolito por el que pasa
una corriente.23 Sin embargo, cuando realmente se expone la teoría de
la descomposición electroquímica, esto es, en tos §§518-525 de la Serie
V, parece haberse abandonado el intento de aplicar la noción de estado
electro-tónico. No se menciona ningún estado de tensión ni se recurre a
ninguna noción que pueda relacionarse con el estado electro-tónico. Por
consiguiente, la evidencia que podría respaldar la idea de Williams de
que Faraday reintrodujo el estado electro-tónico en la electroquímica se
reduce al texto de Faraday que acabo de citar. Ahora oten, ¿podemos
concluir que ese estado de tensión que allí se menciona coincide con el
estado electro-tónico? No parece que sea así, puesto que lo que se nos
dice en el texto es que el estado de tensión se crea por las fuerzas de
afinidad química existentes entre el zinc y el oxígeno del agua, o sea,
algo muy distinto de la causa de la producción del estado que estes
momentos Faraday considera.
23 fift£ Swte i. f76.
IMftf9
Con elk) no quiero decir que no se pueda ver on este estado de
tensión, cuya descarga constituye I« corriente generada en la pila
voltaica, el antecedente más próximo de ese estado de polarización de
las partículas del dieléctrico sometido a la fuerza electrostática.
Ciertamente, es razonable pensar que el segundo constituye
básicamente una aplicación del primero al caso de la inducción
electrostática. Máxime cuando se piensa que la idea de esta última como
una acción de partículas contiguas, tan claramente expuesta en la Serie
XI, no está presente en los primeros escritos -de hecho en la Serie I la
inducción electrostática no se ve como una acción de partículas.24 Lo
que estoy argumentando es que ni el estado de tensión en el electrolito
ni el estado de polarización del dieléctrico pueden ser identificados con
el estado electro-tónico.
Es cierto que el estado electro-tónico interviene en la teoría de la
electricidad y el magnetismo que Faraday intenta construir una vez que
ha desarrollado su teoría de la inducción electrostática, pero su papel es
muy diferente, como hemos tenido ocasión de ver. Aparece, al final de las
Series XIII y XIV, relacionado con dos problemas. En primer lugar,
Faraday lo indentifica con el estado que deberían adoptar las partículas
de la materia, conductora o no, cuando están sometidas a la fuerza
magnética y que serte responsable de te transmisión de esta última. En
segundo lugar, el estado se relaciona de forma ambigua con la tensión
repulsiva de las líneas de inducción electrostática. A este respecto
parece identificarse con un estado estático de te fuerza magnética que
Faraday está convencido de que debería existir, aunque es incapaz de
encontrar ninguna evidencia experimental en su favor.
** feidtffi, f 73.
268
Hav otros aroumentos ous se ooonan a te irrteroretación da WiHiams.
Argumantot qua dependen dal astilo eon que Faraday introduce y
discute M M ideas teóricas, y an particular su noción de estado aladro-
tónico. Cuando recurre a él an tas Sartas XIII y XIV lo haca
mencionándolo explícitamente. Asimismo, hamos visto cómo al comienzo
da su investigación de la autoinducción no ha tenido ningún
inconveniente an mencionarlo an la carta a Phillips de 17 de octubre de
1834, afirmando que vafa ciertas indicaciones da la existencia del
estado. También en al §1114 de te Serie IX, donde claramente está
discutiendo tes características del astado electro-tónico, aunque no le
menciona explícitamente se preocupa de remitir al lector a párrafos
anteriores donde el estado si es mencionado, de forma que la
identificación es inequívoca. Si, como piensa Williams, el estado ha sido
introducido en te electroquímica y, más tarde, aplicado a la inducción
electrostática, ¿por qué no lo menciona .lunca en ninguno de tos dos
contextos? ¿por qué se deja en esta ocasión qn9 sea el tactor el que
deduzca por su cuenta que se trata del estado electro-tónico, cuando
otras veces se te dirige cuidadosamente? Por último, resulta también
significativo en este misma linea de argumentación que, a partir de te
Serie IX, siempre que Faraday recurre al estado electro-tónico remite al
lector a un grupo de párrafos anteriores donde se trata de te noción. Pues
oten, en ninguno de astos grupos se encontrarán párrafos que formen
paite de tes Serias dedicadas a te electroquímica o de te exposición de
su teoria de te inducción electrostática.
Un segundo punto do te interpretación del astado electro-tónico que
Williams ofrece en su biografía de Faraday requiere discusión. Está
relacionado con el descubrimiento de te rotación del plano de
polarización (te la luz tn 1845. Ya hornos visto que a finales be agosto de
1845 Faraday, a sugerencia de Kelvin, comenzó de nuevo a
experimentar con dieléctricos sometidos a una fuerza electrica. Pasando
un rayo de Im polarizada intentaba descubrir evidencia del estado de
polarización en que debían encontrarse sus partículas, de acuerdo con
su teoría de la inouccción electrostática. En un momento dado decidió
cambiar la fuerza eléctrica por una intonsa fuerza magnética, y obtuvo la
rotación del plano de polarización de la luz.
Williams, fiel a su identificación del estado de polarización de los
dieléctricos con el estado electro-tónico, explica el cambio de fuerza
eléctrica por fuerza magnética asi:
In the ose of electrostatic induction Faraday had argued that the »act that
induction took place along curved lines implied that the transmisión of force was
from particle to particle. The intermolecular strain thus created was the electrotonic
state Surely the curves of magnetic lines of force implied equally a 'magneto-
tonic' state and. since the magnetic power could be multiplied almost at w i by the
use of electromagnets, this state might be detectable where the electrotonic state
was not.25
Este estado 'magneto-tónico' sería el responsable de la rotación del
plano de polarización de la luz. Ahora bien, este estado 'magneto-tónico'
lo inventa Williams, Faraday jamás utilizó este término. Y no lo hizo
porque, en realidad, como he argumentado anteriormente26, Faraday no
cree haber encontrado un nuevo estado: el estado responsable del
nuevo efecto es el estado electro-tónico. Para comprenderlo basta tener
en cuenta la continuidad de la linea de investigación de Faraday en este
2 5 WILLIAMS-1965. p 386. También se refiere al estado •rnagneto-tónteo' en pp.
391y42S.
2 6 Véase sección 5 1 del Cadmio 5.
m
punto con ta problemática que había planteado al final de las Series XIII y
XIV. Allí señalaba que la tuerza magnética deberte transmitirse como tai
eléctrica, esto et, mendiante la acción de tas partículas contiguas del
medio, tas cuales en esta trasmisión adoptarían «l estado electro-tónico.
Sus experimentos hablan sido entonces infructuosos, pero ahora que
cree haber encontrado alguna evidencia favorable, inmediatamente
recurre a su estado electro-tonteo, como queda claro por tas referencias
de la Serie XIX a párrafos de la Serte XIV, donde el estado era
mencionado explícitamente.
No hace falta pues inventar ningún estado 'magneto-tónico' para dar
cuenta de la actitud de Faraday ante su nuevo descubrimiento. Lo que
ocurre es que Williams, al haber identificado el estado electro-tónico con
el estado de polarización de los dieléctricos, ha pasado por alto los
párrafos de las Series XIII y XIV que dificultan decisivamente esta
identificación, y al analizar el descubrimiento de la rotación del plano de
polarización de la luz, no ha visto la continuidad de la línea de
investigación que sigue Faraday. Por eso se ha visto obligado a inventar
un estado nuevo, el estado 'magneto-tónico'.27
El último punto que quiero abordar en relación a la interpretación de
Williams del estado electro-tónico no se trata, como en los dos casos
anteriores, de una cuestión de diferencia de análisis. Se trata de una
omisión inexplicable que dificulta decisivamente la correcta comprensión
de la evolución que ha experimentado la noción de estado electro-tónico
2 7 Berkson también critica la invención de Williams de un estado 'magneto-tónico',
pero su comentario mis que aclarar el problema lo oscurece, porque parece atribuir a
WHams la creencia de que Faraday habla abandonado el estado electro-tónco, lo cual es
claramente incorrecto. WHiarm afirma claramente que después de abandonar el estado en
to Serie N, Faraday to rwntrodujo en to electroquímica (BERKSON-1974, p 334)
271
er, ta obra dt Faraday. En el capítulo anterior he discutido largamente si
importante artículo en que Faraday argumentaba la realidad de las líneas
de fuerza, "On the Physical Character of the Lines of Magnetic Foros"
publicado en 1852. En particular ms he detenido en si §3269 de este
artículo, puss era allí donde Faraday recurría de nuevo a su astado
electro-tónico en un contexto dominado por si problema de la naturaleza
de tas líneas de fuerza magnética. Se trataba de ver si las líneas tenían
una naturaleza estática o dinámica.28
Williams, naturalmente, no ignora ests problema crucial y lo discute
detalladamente. Sin embargo, pasa por alto la explícita mención de
Faraday al estado electro-tónico en el §3269. Recordemos que en dicho
párrafo Faraday escribe:
Again and again the idea of an metro-tonic Mate (60 1114 1661 1729.
1733.) has been forced on my mind, such a state «would coincide and become
identified with that which would then constitute the physical lines of magnetic
force
En este texto se deja claro que si las líneas de fuerza tuvieran un
fundamento estático, éste consistiría en un estado de tensión que
coincidiría con el estado electro-tónico. Lo que resurta inexplicable es
que Williams, que en su discusión ha concluido que Faraday terminó por
decidirse en favor de la alternativa estática, omita el papel del estado
electro-tónico. Es curioso que casi el único párrafo que Williams no
discute sea precisamente el §3269.29
Crn ello se omite la transformación final que la noción de estado
electro-tónico ha sufrido. De esta forma Williams dificulta el
m Véate Capítulo 5, sección 5.3.3.
» Ct., W1LUAMS-1965, pp. 450-454
272
reconocimiento de que to que tenemos aquí et la etapa final de la
historia (tel estado eleuro-tónico, y con ello traiciona (te alguna manera
al propio Faraday quien, en la lista de párrafos que añade después de te
mención al estado electro-tónico, parece haber querido apuntar a tos
hitos principales de dicha historia.
Sólo cabe una explicación al descuido de Williams. Al haber situado
la reintroducción del estado electro-tónico, después de su abandono en
la Serie II, en la electroquímica, y posteriormente haberlo identificado con
el estado de polarización de un dieléctrico sometido a te fuerza eléctrica,
le ha pasado por alto el papel del estado en los dos problemas que se
tratan en los párrafos finales de las Series XIII y XIV, esto es, ¡a
transmisión de la fuerza magnética y la correspondencia entre estados,
estático y dinámico, de la fuerza electrica y magnética. Ello le ha llevado
a ¡inorar el papel del estado electro-tónico en "On the Physical Character
of the Lines of Magnetic Force", que es donde Faraday retoma este
segundo problema y lo vincula con el de la naturaleza de tes líneas de
fuerza magnética.
Los trabajos posteriores a te biografía de Williams no han remediado
totalmente sus omisiones o tos puntos dudosos de su interpretación. Es
el caso de Agassi, en su trabajo de 1971 Faraday as a Natural
Philosopher. Agassi se ocupa de te teoría del estado electro-tónico en lo
que respecta a te inducción electromagnética caro poco más. Ignora el
papel del estado electro-tónico en el intento de construir una teoría
unificada de te electricidad y el magnetismo, percep»1-« .? los parrs fos
finales de tes Series XIII y XIV, y también te inserción del estaüo en te
problemática de te naturaleza de tes líneas de fuerza magnética.
Por el contrario, Berkson, en su Fíelos of Forca de 1974 se ha
273
mostrado más perceptivo frente a te noción de estado electro-tónico y ha
señalado diversos puntos de interés. Aquí sólo quiero recordar el Que
naca referencia a tu sugerencia de que para Faraday, sí bien el corto de
líneas de fuerza permitía expresar adecuadamente la ley de la inducción
magneto-eléctrica, ara el estado electro-tónico el que proporcionaba una
explicación causal de la inducción. Sin embargo su trabajo adolece de la
misma omisión fundamental que los de los autores anteriores: no sigue la
evolución de te noción de estado electro-tónico hasta el final, y por tanto
pasa por alto te íntima relación que Faraday establece entre el estado y
las lineas de fuerza en el periodo final de su obra.
A mi juicio, después de la biografía de Williams el impulso más
renovador en tos estudios sobre la obra de Faraday se debe a las
investigaciones de David Gooding. En diversos artículos ha clarificado
multitud de puntos oscuros: los supuestos que moldearon ei concepto de
Faraday de la fuerza, su uso de los principios de conservación y
conversión, el proceso que llevó al coopto de campo magnético en la
investigación del diamagnetismo, entre otros. Sin embargo, en la
cuestión del concepto de estado electro-tónic su atención se he
concentrado fundamentalmente en el origen del concepto en el
descubrimiento je la inducción electromagnética, sin seguir la evolución
posterior oel ce tcepto. En su caso la paradoja es que, naciendo sido él
quien con r a s atención he. estudiado la problemática de la
correspondent a entre tos estados de la fuerza eléctrica y magnética, ha
pasado por alte ei papel del astado electro-tónico en ella.
En to qua respecta a te noción de estado electro-tónico, el común
denominador de tos trabajos de tos autores mencionados reside en te
parcialidad de sus análisis. El concepto ha atraído su atención
274
fundamentalmente en tu nacimiento, a raíz del descubrimiento da la
inducción electromagnética, lo cual quizá podría explicarse, en la
mayoría de tos casos, admitiendo que en ese contexto el estado se ha
considerado como el contrapunto "oscuro" de la noción "dará", las lineas
de tuerza, y por tanto el problema era determinar cor o se ha pasado del
uno a las otras. Una vez afirmada la noción de las lineas de fuerza la
noción de estado electro-tónico pierde interés. No era este el punto de
vista de Faraday, y a lo largo de muchos años se esforzó en
compatibilizar ambas ideas. El objetivo de los capítulos precedentes ha
sido trazar la historia de este esfuerzo, intentando así llenar un hueco en
la historiografía.
27S
CONCLUSIONES
Como todos tos quo le habían precedido en la búsqueda de \r.s
corrientes inducidas, Faraday, asumiendo un paralelismo entre la
electricidad estática y la corriente eléctrica, intentaba detectar una
corriente inducida permanente. El concepto de estado electro-tónico
constituye su respuesta a dos anomalías que, desde su punto de vista, el
fenómeno de inducción electromagnética que ha descubierto en 1831
presenta: el carácter transitorio de la corriente inducida y el carácter
recurrente del fenómeno. Si se supone que el conductor sometido a
inducción se encuentra en un estado peculiar, ambas anomalías puede
resolverse admitiendo que el estado resiste la formación de la primera
corriente y origina la segunda
En un primer momento, el error de Faraday en la determinación del
sentido de las corrientes inducidas ha debido jugar un importante papel
en el alumbramiento del concepto de estado electro-tónico, pues, si se
cree que la corriente inducida tiene el mismo sentido que la inductora,
resulta intuitivo considerar que "algo" resiste *u desarrollo. Asimismo,
parece igualmente intuitivo considerar que, cuando este "algo"
desaparece, el resultado es otra corriente en sentido opuesto.
Con estas Meas Faraday pone a punto, en la Serie I, una explicación
del proceso de inducción en sus dos variedades, volta-elóctrica y
magneto-eléctrica. En ambas, un conductor sometido a inducción se
encuentra en estado electro-tónico que se asume instantáneamente. En
la primera opon, una resistencia dinámica a la formación de la corriente
È7§
inducida hasta que corriente y estado llegan a un equilibrio. Cuantío se
elimina la fuerza inductiva el estado desaparece y la ruptura del
equilibrio da lugar a una corriente inducida en sentido opuesto.
En el caso de la inducción magneto-eléctrica, el aspecto dinámico de
la resistencia opuesta por el estado electro-tónico a la corriente inducida
es particularmente claro. Cuando un conductor se aleja o se acerca a un
imán se induce una corriente de mayor duración que en el caso de la
inducción volta-eléctrica porque el estado-eléctrotónico va variando de
grado. Esto es, cuando el conductor se va acercando tanto la corriente
inducida como el estado van aumentando hasta que se llega al equilibrio
y la corriente se detiene. Cuando el conductor se aleja del imán el estado
electro-tónico va disminuyendo de grado con lo que disminuye su
resistencia a la corriente y el resultado es de nuevo una corriente
inducida.
El examen del Diary revela la percepción de Faraday de dos
dificultades en la teoría del estado electro-tónico. La primera tiene que
ver con su descubrimiento del error cometido en la determinación del
sentido de las comentes inducidas. Por una parte, el descubrimiento del
sentido correcto de la primera corriente inducida en la inducción volta-
eléctrica respecto del de la inductora debilita el aspecto intuitivo del
obstáculo al desarrollo de la corriente inducida. Por otra parte, el
descubrimiento simultáneo de que, apoyándose en la noción del corte de
las curvas magnéticas, es posible formular una ley que proporcione el
sentido de las corrientes en la inducción magneto-eléctrica, estimula la
búsqueda de una extensión de esta ley a la inducción volta-eléctrica.
Cuando esto se consigue, se nace evidente la ventaja de la noción del
corte de curvas magnéticas: permite formular una explicación unificada
de una de te características más relevantes del fenómeno de inducción,
277
• I sentido de las corrientes inducidas, algo que t i concepto dt estado
electro-tónico no consigue.
La segunda dificultad tiene que ver con la idea de Faraday dt qua el
estado electro-tónico está producido por la fuerza magnética. Si ts así,
para que t i estado oponga una resistencia dinámica a la comente
inducida, esto ts, varíe de grado, parece requerirse que, en la inducción
magneto-eléctrica, t i conductor atraviese regiones de fuerza magnética
variable. La variación del estado partee exigir una variación de su causa,
la fuerza magnética. El Diary muestra que Faraday percibió así el
problema cuando descubrió que bastaba t i movimiento relativo dol
conductor respecto a tas ><»as de fuerza magnética para que se indujera
an él una corríante.
Estos dos problemas condujeron al abandono en la Serie II de la
noción de estado electro-tónico. Sin embargo, el concepto siguió
formando parte de sus reflexiones sobre el fenómeno de inducción. Y ello
por dos razones. En primar lugar, porque Faraday seguía aferrado a su
idea de qut t i ftnómtno debía ser permanente. En segundo lugar,
porque, desde su punto do vista, con la noción del corte de las líneas
magnéticas no ss titne una explicación completa del fenómeno de
inducción. El corte de líneas explica cómo se produce la inducción, pero
no da idea del proceso físico tn t i conductor. Lo qut se requiere para
una explicación completa ts una armonización do ambos conceptos, si
corte de líneas de fuerza y t i estado electro-tónico.
Con la investigación del fenómeno de autoinducción, en 1834,
Faraday va a dotar de una dimension causal a su concepto de estado
electro-tónico, eliminando su aspecto do resistencia a la corriente
Inducida. En la investigación del ftnómtno Faraday ha concentrado su
m atención en lot efectos» inductivos que se producen al interrumpirse la
corriente inductora. Para preservar al principio de conservación da la
tuerza, Faraday recurre t tu astado electro-tónico. La fuerza magnética
asociada a la corriente inductor as to qua sostiene al astado de tensión
an al conductor, estadc de tension qua, al interrumpirse la corriente, se
descargará produciendo una comente inducida de Intensidad' mayor. El
estado esta jugando el papel de una especie de acumulador de fuerza
que se manifiesta cuando se interrumpe la corriente inductora. Así se
evita lo que para Faraday sena inconcebible: la creación de fuerza. El
que la corriente inducid* tenga 'cantidad* e 'intensidad' mayor que la
inductora no implica que se cree fuerza en el proceso; de alguna manera
esa fuerza adicional se ha ido almacenando en el acumulador, el estado
electro-tónico, y proviene de ia fuerza magnética de la propia corriente
onginal.
El mecanismo de actuación del estado se inscribe dentro de un
proceso de conversión y reconversión entre la fuerza eléctrica y la
magnética. Un proceso en el que la convertibilidad no sigue una
proporción fija, y que Faraday intenta comprender imaginando los
siguientes términos conectados entre si: fuerza eléctrica, fuerza
magnética, estado electro-tónico y comente inducida finai, aunque
confiesa desconocer sus narticularidades. Con ello, el estado electro-
tónico iparece como un eslabón en la cadena de acción que produce la
corriente inducida.
Con los resultados alcanzarlos en su investigación de la inducción
electrostática, Faraday cree te.w, en 1838, los elementos para construir
una teoría unificada de la electricidad y ai magnetismo. Dos problemas
deben ser superados para que alto sea posible. En primer lugar, que
exista la necesaria correspondencia -exigida por al principio de unidad
279
<to ta» fuerzas- entre estados de te fuerza eléctrica y magnética. En
segundo lugar, que se demuestre tai igualdad del modo de transmisión
da ambas fuerzas. En ambos problemas Faraday recurrirá de nuevo a tu
estado electro-tónico.
En to qua raspéela al primar problema, al estado electro-tónico
parece suplir, da forma no muy clara, el estado estático del magnetismo
que Faraday necesita para completar la correspondencia entre las
fuerzas eléctrica y magnética. La fuerza elect r,-.a parece toner claramente
dos estados, ia electricidad estática y la corriente. Este última lleva
asociada un astado de la fuerza magnética representado por las líneas
de fuerza magnética que la rodean. La dificultad estriba en identificar el
correspondiente estado de la fuerza magnética asociado con la
electricidad estática. Faraday identifica este estado de la fuerza
magnética con la tension repulsiva de las lineas de inducción
electrostática y, asimismo, parece identificar esta tensión repulsara con su
estado electro-tónico.
El problema del modo de transmisión de la fuerza magnética intenta
resolverlo retomando una sugerencia, ya contenida en la Serie I, según
la cual el estado electro-tónico podia ser adoptado por toda la materia
Esta generalización resulta ser ahora una consecuencia de una teoría de
la electricidad que ha eliminado toda diferencia cualitativa entre
conductores y no conductores. Lo que Faraday propone es que, si la
fuerza magnética no se transmite mediante una pura acción a distancia,
esto es, si sigue el modelo de transmisión que el cree haber demostrado
para tai fuerza electrostática, o sea tai acción de partículas contiguas,
entonces las partículas que transmiten la acción magnética se
encuentran en estado electro-tónico. Esto es, el estado electro-tónico es
• I análogo para la tuerza magnética (tel OTtado de polarización d© tas
partículas dal medk> qua transmitan d tuerza eléctrica.
El problema da te correspondencia entre estados da la fuerza
eléctrica y magnética se aborda da nuevo art la etapa final da las
investigaciones da Faraday, an los años cincuenta del siglo XIX, una
etapa presidida por su estuerzo da sistematización da sus ideas sobre
las líneas da tuerza magnética. El contexto teórico es el de las reflexiones
sobre la naturaleza de las líneas. Una vez establecida la curvatura de las
líneas de fuerza magnética, y por consiguiente, desde el punto de viste
de Faraday, su existencia física, se plantea el problema de su naturaleza
física.
Ya que en su análisis de la fuerza eléctrica había distinguido dos
estados, estático y dinámico, la creencia en la unidad de las fuerzas le
impulsa a distinguir también en la fuorza magnética dos estados
correspondientes. Hay una fuerte analogía entre la línea de fuerza
magnética y la corriente eléctrica que hablaría en favor de la naturaleza
dinámica de la primera, pero *>n una matización crucial: no se trate de
una naturaleza puramente dinámica La línea de fuerza magnética tiene
un fundamente estático en un estado de tensión, el estado electro-tónico.
El estado ha adquirido una importancia decisiva en las reflexiones de la
última etapa de te carrera de Faraday. El estado electro-tónico ocupa el
"hueco" en te serie de estados de te fuerza magnética detectado desde
sus investigaciones sobre te fuerza eléctrica. El estado se identifica con
el estado estático de te fuerza magnética y por tamo permite preservar te
necesaria unidad entre tas dos fuerzas. Para ,^der cumplir este papel
Faraday ha introducido una última transformación en su noción de estado
electro-tónico. Hasta aquí el estado había sido únicamente una condición
de te materia. En estes últimas reflexiones, deudo un paso más, el estado
281
M indep«n(«ia de te marteria, al menos d« la mattria ponderable.
Con «lio se consigue la deseada armonización entre las nociones d i
estado electro tónico y con« de lineas de fuerza, que, desde el punto de
vista de Faraday, permite una explicación más completa del fenómeno de
inducción de corrientes. La corriente se induce en un conductor cuando
se mueve cortando las líneas de fuerza, pero es la descarga de un
astado da tensión existente en el espacio, que es el fundamento estático
de las lineas de fuerza, el estado electro-tónico.
282
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